鋁合金方錠鑄造結晶器制造技術

本實用新型專利技術涉及冶金行業的連鑄設備領域，旨在提供一種鋁合金方錠同水平熱頂鑄造工藝中應用的鋁合金方錠鑄造結晶器。該結晶器由保溫熱頂導流管１、結晶器上套２和結晶器下套３組成；保溫熱頂導流管１、結晶器上套２和結晶器下套３從上至下依次相連，與引錠頭４構成一個貯液空腔。采用該結晶器能實現二次冷卻結晶和鑄前引錠的二級定位，成為鋁合金方錠同水平熱頂鑄造的新工藝，提升了鋁合金方錠鑄造的工藝品質，并大大提升了生產效率。（*該技術在2017年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及冶金行業的連鑄設備領域，更具體的說，是一種在鋁合 金方錠同水平熱頂鑄造工藝中應用的鋁合金方錠鑄造結晶器。技術背景鋁合金棒材根據鑄成形狀可分類為圓錠和方錠。目前，傳統的鋁合金方錠鑄造工藝多采用非同水平鑄造方式，如圖4所示，其過程是由結晶器16形 成結晶帶，并配置浮漂漏斗15控制液面，再結合外圍傳動裝置，共同組成鋁 合金方錠的鑄造系統。在該系統中完成其主體結晶的鑄造裝置即結晶器16， 通常是由8—-10mm鋁板，用折邊方式折成方形，再外圍配以循環冷卻水19 構成。鑄造過程中，結晶器16 —般裝在模臺上，結晶器16的上部設有導流 作用的管和用來控制液面的浮漂漏斗15，結晶器16的下部設有引錠頭4，引 錠頭4裝在引錠座17上。鑄造前，把模臺、引錠座17安上鑄造井，將引錠 頭4升上來，使其進入結晶器16內形成完整的鑄模；鑄造時，金屬鋁液18 通過浮漂漏斗15流入結晶器16中，經冷卻水19的冷卻，同時引錠頭4以一 定速度向鑄造井下方移動，將結晶器16內冷卻成形的鑄錠拉出，達到一定長 度時停止供金屬鋁液18和冷卻水19，翻開模臺吊出方形鑄錠14。這種直冷式的非同水平鑄造工藝不足之處是在鑄造過程中不能很好的 控制結晶器內金屬液面的水平，液面過低會造成鑄錠表面形成冷隔，嚴重時 會產生漏鋁；過高又會加重鑄錠表面偏折瘤的深度，極易造成鑄錠表面拉痕 甚至拉裂。另外一個缺點是在鑄造時液面落差的問題，當鋁液從爐子流出 后，流經浮漂漏斗時會產生紊流現象，在此過程中鋁液翻滾并且高溫鋁液與 大量空氣接觸，造成氧化鋁膜二次夾雜和含氫量的增加，大大降低了鋁液的品質。經過鑄造后的鋁合金方錠通常表現為晶粒偏粗大、冷隔嚴重、均質度偏低、無法降低氧化物及氫元素夾雜含量。在這種裝置中的鑄造結晶器形成的結晶帶很高， 一般都在110—-150mm之間；鑄造后的部位也容易產生變 形，導致工件報廢；并且由于采用浮漂漏斗會占用鑄錠的鑄造液面，導致120, 以下寬度的小型方錠在鑄造中難度很大。而且采用這種鑄造結晶器時，鑄前 引錠裝置的定位復雜，工件配合性較差，很容易發生引錠頭4直接撞到結晶器16的情況。而應用在圓錠鑄造的同水平熱頂鑄造工藝雖然可以克服鑄造中液面的水 平和落差問題，但卻不能直接應用于鋁合金方錠的鑄造，因為方錠的形狀和 工藝特性與圓錠不同，在鑄造澆液過程中難以做到同圓錠一樣均流效果，當 澆鑄方錠的截面的長度大于寬度時，傳統的非同水平鑄造方式只是在結晶器 中設置一個能縱向均布液流的船形浮漂漏斗，而同水平熱頂鑄造裝置中是不 能放置浮漂漏斗的，所以目前的鋁合金方錠鑄造還只能處于非同水平鑄造的 工藝。
技術實現思路
本技術的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種能應用在方錠 同水平熱頂鑄造工藝中的新式復合型的鋁合金方錠鑄造結晶器，突破性地提 升鋁合金方錠鑄造的工藝品質，大大提升生產效率。為了實現上述目的，本技術的鋁合金方錠鑄造結晶器，由保溫熱頂導流管1、結晶器上套2和結晶器下套3組成；保溫熱頂導流管1、結晶器上套2和結晶器下套3從上至下依次相連，與引錠頭4構成一個貯液空腔。作為一種改進，所述保溫熱頂導流管1包括基座和導流管，導流管上至 少設有一個以上的導流孔5，可根據所鑄方錠截面形狀的需要確定數量和大 小。作為一種改進，所述導流孔5的下端具有形狀為上小下大的喇叭形的擴□。作為一種改進，所述導流孔5的截面開口形狀為方形，與所鑄方錠截面 的形狀相應。作為一種改進，所述結晶器上套2內部設有冷卻水平衡管6;所述冷卻水 平衡管6相連著至少一個冷卻水進水孔7和至少一個冷卻水出水孔8。 作為一種改進，所述冷卻水平衡管6沿整個結晶器上套2周向延伸。 作為一種改進，所述冷卻水平衡管6的截面形狀為圓形。 作為一種改進，所述結晶器下套3為法蘭型式，其內輪廓與引錠頭4的 外輪廓相配，起到定位作用。作為一種改進，所述結晶器下套3設有與結晶器內部相通的排水槽9。 作為一種改進，所述結晶器上套2為鍛打紫銅材料拼裝而成。 本技術鋁合金方錠鑄造結晶器是實現方錠熱頂同水平鑄造工藝的前 提條件，能消除傳統鑄造的液位有落差的負面影響，突破性地改善了方錠鑄造的工藝品質，達到鑄錠晶粒細化，鑄成材料均質化，消除冷隔，減除氧化 物雜質及氫元素對金屬熔體的二次污染等等。本技術鑄造結晶器能形成特別低且有效的鑄造結晶帶， 一般在20—-45mm之間，而且結晶帶部位堅固 耐用。本技術的鋁合金方錠鑄造結晶器的結晶器下套3為法蘭型式，其內 輪廓與引錠頭4的外輪廓相配，因此當引錠頭4上升并進入鑄造結晶器內部 的過程中，結晶器下套3與引錠頭4能形成半自動滑動導入的定位方式，避 免了經常發生的引錠頭4直接撞到昂貴的結晶器的現象。本技術的鋁合金方錠鑄造結晶器中，結晶器上套2專門采用導熱性 良好紫銅材料，結晶器下套3上設有與結晶器內部相通的排水槽9，通過設置 合理的水流分配通道及分布均勻的出水孔，既保證同水平方錠鑄造時第一次 快速冷卻結晶區11的熱量充分傳導，又保證第二次強制冷卻區12的水簾均 勻分布。附圖說明圖1是本技術鋁合金方錠鑄造結晶器的結構剖視圖。圖2是本技術鋁合金方錠鑄造結晶器的俯視圖。圖3是本技術鋁合金方錠鑄造結晶器的具體實施方式的剖視圖。圖4是傳統的鋁合金方錠鑄造裝置的剖視圖。圖5是本技術鋁合金方錠鑄造結晶器在一種密布同水平熱頂鑄造工 藝裝置中的應用結構圖。圖中l保溫熱頂導流管、2結晶器上套、3結晶器下套、4引錠頭、5導 流孔、6冷卻水平衡管、7冷卻水進水孔、8冷卻水出水孔、9排水槽、10鋁 合金熔體、ll第一次快速冷卻結晶區、12第二次強制冷卻區、13熔體液穴、 14方形鑄錠、15浮漂漏斗、16結晶器、17引錠座、18金屬鋁液、19冷卻 水、20保溫分配器、21冷卻水箱。具體實施方式以下結合附圖和具體實施例對本技術作進一步詳細的描述 如圖1和圖2所示，本技術的鋁合金方錠鑄造結晶器，由保溫熱頂 導流管l、結晶器上套2和結晶器下套3組成，保溫熱頂導流管l、結晶器上 套2和結晶器下套3從上至下依次相連，與引錠頭4可共同構成一個貯液空 腔。保溫熱頂導流管1呈寶蓋形，包括基座和導流管，基座與結晶器上套2 相連，導流管上至少設有一個以上的導流孔5，導流孔5可根據所鑄方錠截面形狀的需要確定數量和大小，以達到平均分配金屬導流液的目的。在本實施例中，導流孔5是一個設在導流管中心部位的方形孔，其截面形狀與所鑄方 錠的截面形狀相似，尺寸略小；導流孔5下端具有一個形狀為上小下大的喇 叭形的擴口，這種擴口能更利于液體的分流。結晶器上套2的內部設有冷卻 水平衡管6，該冷卻水平衡管6沿整個結晶器上套2周向延伸并環繞成一個圈； 冷卻水平衡管6的截面形狀為圓形，相連著至少一個冷卻水進水孔7和至少 一個冷卻水出水孔8，冷卻水進水孔7和冷卻水出水孔8根據冷卻水的流量計 算得出并均勻分布。本技術鋁合金方錠鑄造結晶器的結晶器上套2采用材質為40 70X 40 70mm鍛打紫銅材料拼裝加工而成，紫銅的傳導熱性能大大優于之前結晶 器所采用的鋁材。結晶器下套3依舊采用鍛鋁材質進行加工，可比鍛打紫銅 材料節省很多成本。結晶器下套3的形狀為法蘭結構，其內輪廓與引錠頭4 的外輪本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鋁合金方錠鑄造結晶器，其特征在于，它是由保溫熱頂導流管（１）、結晶器上套（２）和結晶器下套（３）組成；保溫熱頂導流管（１）、結晶器上套（２）和結晶器下套（３）從上至下依次相連，與引錠頭（４）構成一個貯液空腔。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王水富，孔亞琴，王建新，
申請(專利權)人：王水富，
類型：實用新型
國別省市：33[中國|浙江]